第二节《光合作用》word学案二 苏教版生物必修1

     CO2的固定：CO2+C5──────→2C3
     C3的还原：2C3+ATP+[H]────→CH2O+C5+H2O+ADP+Pi
   暗反应阶段将活跃的化学能转变稳定的化学贮存在有机物中。

在光合作用过程中，可以认为先进行光反应，后进行暗反应，因为当一棵植物在暗处放置了很久以后，突然移到光下，必须先进行光反应，在叶绿体中积累了一定的[H]和ATP后才开始进行暗反应。当植物从光下突然移到暗处时，光反应会立即停止，但暗反应不会立即停止，暗反应的停止要到将[H]和ATP消耗完后。在叶绿体处于不同的条件下，其中的C5、C3、[H]和ATP及葡萄糖的合成量的变化情况可用下表来表示。
条件 停止光照
CO2供应不变 过量光照CO2供应不变 光照不变停止CO2供应 光照不变CO2过量供应
C3 增 加 减 少 减 少 增 加
C5 下 降 增 加 增 加 减 少
[H]和ATP 减少或没有 增 加 增 加 减 少
糖合成量 减少或没有 增 加 减少或没有 增 加

四、影响光合作用的环境因素
农业生产中主要通过延长光照时间，增加光照面积和增强光合作用效率等途径提高光能利用率。例如，采用轮作、套种和间作等，能使一年四季的阳光都得到充分利用；合理密植可以充分利用阳光达到增产目的。此外，设法满足光合作用的各种环境因素，如利用大棚适当增加光照强度、提高CO2浓度和温度，也能提高光合作用效率。 光合作用是在植物有机体的内部和外部的综合条件的适当配合下进行的。因此内外条件的改变也就一定会影响到光合作用的进程或光合作用强度的改变。影响光合作用强度的因素主要有光照强度、CO2浓度、温度和矿质营养。
光照强度：光照是植物进行光合作用的最重要的外部条件，没有光照就不能进行光合作用。一般而言，植物的光合作用强度是随着光照强度的增加，同化CO2的速度也相应增加。植物在进行光合作用的同时也在进行呼吸作用，当植物在某一光照强度条件下进行光合作用所吸收的CO2与该温度条件下植物进行呼吸作用所释放的CO2量达到平衡时，这一光照强度就称为光补偿点。当光照强度增加到一定强度后，植物的光合作用强度不再增加或增加很少时，这一光照强度就称为植物光合作用的光饱和点。如下图。 

光补偿点在不同的植物是不一样的，主要与该植物的呼吸作用强度有关，与温度也有关系。一般来说，由于阳生植物生活于温度较高的环境中，呼吸作用强度也较高，光补偿点也就较高；而阴生植物由于生长在阴湿而温度较低的环境中，呼吸作用强度也较低，所以光补偿点也较低。光饱和点阳生植物高于阴生植物。所以在栽培农作物时，阳生植物必须种植在阳光充足的条件下才能生长发育良好，才能提高光合作用效率，增加产量；而阴生植物应当种植在阴湿的条件下，才有利于生长发育，有光照太强反而不利于其生长发育，如人生、三七、胡椒等的栽培，就必须栽培于阴湿的条件下，才能获得较高的产量。
植物在进行光合作用的同时也在进行着呼吸作用，总光合作用是指植物在光下制造的有机物的总量（吸收的CO2总量）。净光合作用是指在光下制造的有机物总量（或吸收的CO2总量）中扣除掉在这一段时间中植物进行呼吸作用所消耗的有机物（或释放的CO2）后净增的有机物的量。
温度：植物所有的生活过程都受温度的影，因为在一定的温度范围内，提高温度可以提高酶的活性，加快反应速度。光合作用也不例外，在一定的温度范围内，在正常的光照强度下，提高温度会促进光合作用的进行。但提高温度也会促进呼吸作用。如下图。所以植物净光合作用的最适温度不一定就是植物体内酶的最适温度。         

CO2浓度：CO2是植物进行光合作用的原料，只有当环境中的CO2浓度达到一定浓度时，植物才能进行光合作用。植物能够进行光合作用的最低CO2浓度称为CO2的补偿点，环境中的CO2低于这一浓度，就不能进行光合作用。一般来说，在一定的范围内，植物光合作用的强度随CO2浓度的增加而增加，但达到一定浓度后，光合作用强度就不再增加或
增加很少，这时的CO2浓度称为CO2的饱和点。如CO2浓度继续升高，光合作用不但不会增加，反而要下降，甚至引起植物CO2中毒，而影响植物正常的生长发育。如下图。

    必需矿质元素的供应：绿色植物进行光合作用时，需要多种必需的矿质元素。如氮是催化光合作用过程各种酶以及NADP+和ATP的重要组成成分，磷也是NADP+和ATP的重要组成成分。科学家发现，用磷脂酶将离体叶绿体膜结构上的磷脂水解掉后，在原料和条件都具备的情况下，这些叶绿体的光合作用过程明显受到阻碍，可见磷在维持叶绿体膜的结构和功能上起着重要的作用。又如绿色植物通过光合作用合成糖类，以及将糖类运输到块根、块茎和种子等器官中，都需要钾。再如镁是叶绿体的重要组成成分，没有镁就不能合成叶绿素。等等。

拓展阅读
植物光合作用的“午睡”现象
光合作用是植物特有的功能，植物的光合作用不仅将光能转化成化学能从而构成了生物圈的能量基础，而且光合作用吸收了原始大气层中过多的CO2，并释放出氧气，这对人类赖以生存的生物圈的良性循环是具有决定意义的。
光是植物光合作用的能量源泉。光对整个光合作用的影响主要表现在三个方面：提供同化力形成所需要的能量；活化参与光合作用的各种酶，促使气孔开放等；调节光合机构的发育。由此可见，光是影响光合作用速率的最重要因子。在晴天中，照射到植物叶片表面的太阳光的强度从早上到中午前后是逐渐增强的，随后便又逐渐减弱；然而与之相对应的光合速率日变化曲线并不是呈中午高、早上和傍晚低的钟形曲线，而是一条典型的双峰曲线，也就是说在上午、下午各有一个高峰，下午的峰值往往要低于上午的峰值。在两个峰之间形成中午的一个低谷，这个低谷被称为光合作用“午睡”现象（midday  depression），尤其是在夏季的晴天多出现这种现象。这种光抑制现象是近年来光合作用研究领域的一个热门课题，但原理至今还不是很清楚。一般认为，是由以下两个方面的因子导致的：
1．环境因子
①水分条件  当水分不足时，光合机构中首先受到影响的就是叶片气孔。植物在水分不足的情况下，通过保卫细胞的运动使部分气孔关闭。气孔是叶片吸收空气中CO2及排出CO2的门户，气孔的关闭必然使进入叶片的CO2也随之减少了，光合速率也因而降低。在晴天中午，空气的相对湿度低，饱和差也大，土壤上层水分严重亏缺，许多植物的气孔都呈部分关闭状态，气孔导度降低，叶肉阻力增加，导致光合速率下降，于是便出现了光合作用“午睡”现象。由于气孔的关闭是一个迅速而灵活的可逆过程，所以下午当水分条件有所改善时，又重新开放，致使光合速率再次提升。

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